Подбор сечения и проварка несущей способности прокатных балок

Расчет на прочность прокатных балок, изгибаемых в одной из глав­ных плоскостей, производится по изгибающему моменту по формуле

σ=M/Wнт≤Rγ (7.8)

Поэтому требуемый момент сопротивления балки «нетто» можно опре­делить по формуле

Wнт.треб=Мmax/Rγ (7.9)

где R — расчетное сопротивление стали по изгибу; γ — коэффициент условий работы конструкции.

Выбрав тип профиля балки по требуемому моменту сопротивления, по сортаменту подбирают ближайший больший номер балки. Для раз­резных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 580 МПа, находящихся под воздействием статической нагрузки, обеспечен­ных от потери общей устойчивости и ограниченной величине касатель­ных напряжений в одном сечении с наиболее неблагоприятным сочета­нием М и Q, следует использовать упругопластическую работу материа­ла и проверять их прочность по формулам:

при изгибе в одной из главных плоскостей и т≤0,9 Rср

σ=Мmax/c1Wнт≤Rγ (7.10)

при изгибе в двух главных плоскостях и т≤0,5Rср

σ=Мx/c_xW_x.нт+M_y/c_yW_y.нт≤Rγ (7.11)

где Мmaх,М_х,М_у — значения изгибающих моментов; при т≤0,5Rср с₁=с; при 0,5Rср < <т<0,9R_cрС₁=1,05βс; с,с_х,с_у принимаются по прил. 5; Rср — расчетное сопротивление срезу (сдвигу);Wнт, W_x.нт, W_y.нт— моменты сопротивления сечения нетто относитель­но главных осей; и т = Q/th; α = 0,7 для двутавро­вого сечения, изгибаемого в плоскости стенки, α= 0 для других типов сечений.

При наличии зоны чистого изгиба в формулах (7.10) и (7.11) вместо коэффициентов с₁, с_х и с_у следует принимать:

с₁m = 0,5(1 + с); сx,m = 0,5(1+сx); c_y,m= 0,5 (1 + сy).

Для случая учета упругопластической работы при изгибе балки в одной из главных плоскостей подбор сечений можно производить по требуемому моменту сопротивления нетто по формуле

Wнт =Мmах/c1Rγ, (7.12)

где первоначально принимается С₁≈1,1, а затем уточняется.

Подобранное сечение проверяют на прочность от действия касатель­ных напряжений по формуле

τ= Q_mахS/Itст, (7.13)

где Q_max — наибольшая поперечная сила на опоре; S и I — статический момент и момент инерции сечения; t_ст — толщина стенки балки.

Помимо проверок прочности балки необходимо в местах с больши­ми нормальными напряжениями проверять их общую устойчивость.

Устойчивость балок можно не проверять при передаче нагрузки че­рез сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, а также при отношении рас­четной длины участка балки между связями, препятствующими попе­речным смещениям сжатого пояса балки lо к его ширине b, не превы­шающем: при 1≤h/b≤6 и b/t≤35

(7.14)

где b и t — соответственно ширина и толщина сжатого пояса; hо — расстояние (высота) между осями поясных листов;

(для сечений балок, работаю­щих упруго, δ=1).

При недостаточном закреплении сжатого пояса балки ее общую ус­тойчивость проверяют по формуле M/φб Wс ≤ Кγ, (7.15)

где Wс — момент сопротивления для сжатого пояса: γ=0,95 — коэффициент условий работы при проверке общей устойчивости балок.

Для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии φб = φ1 при φ₁≤0,85 и φб = 0,68+0,21φ при φ>0,85. В этом случае критичес­кие напряжения потери устойчивости находятся в зоне упругопластиче-ской работы материала и определяются по формуле

(7.16)

где коэффициент ψ принимают по прил. 6 в зависимости от закрепле­ния балки, вида и места приложения нагрузки и параметра α, характе­ризующего сечение. Для двутавровых балок с двумя осями симметрии при двух и более закреплениях сжатого пояса в пролете, делящих про­лет на равные части, при любом виде нагрузки, приложенной к любому из поясов, коэффициентψ= 2,25 + 0,07α при 0,1≤α≤40.

Для прокатных двутавров

(7.17)

Iк — момент инерции сечения при кручении.

Проверка устойчивости балок швеллерного и других типов сечений имеет свои особенности и должна проводиться в соответствии с указа­ниями СНиП.

Если при проверке выясняется, что общая устойчивость балки не обеспечена, то следует уменьшить расчетную длину сжатого пояса, изменив схему связей.

Проверка местной устойчивости поясов и стенки прокатных балок не требуется, так как она обеспечивается их толщинами, принятыми из условий проката.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: